Laivanrakennus

Question: Mistä materiaalista ensimmäinen laiva on rakennettu?


Laivanrakennus on hyvin vanha taito, joka on historian myötä kehittynyt laivoja telakoilla rakentavaksi teollisuudenalaksi. Ihmisillä on riittänyt rohkeutta lähteä vesille jo hyvin varhain. Kannusteena lienee ollut pääsy paremmille kalavesille ja metsästysmaille. Jo pronssikautiset punoksilla sidotut laidoitetut veneet, kuten Ferribyn veneet, ovat olleet taitavasti tehtyjä ja niillä on lähdetty pitkille matkoille. Laivanrakennustaito on kehittynyt eri puolilla maailmaa toisistaan riippumatta ja historian aikana on havaittavissa monenlaisia perinteitä veneiden ja laivojen rakenteissa. Sodankäynti ja kilpavarustelu on usein ollut laivanrakennuksen kehittämisen motiivina. Vuosituhansia laivoja tehtiin puusta ja ne kulkivat purjeilla tai soutajien voimalla. 1800-luvulla voimanlähteeksi tuli vähitellen höyrykone ja rungon rakennemateriaaliksi teräs. 1900-luvulla käyttövoimana on ollut höyryturbiini, dieselmoottori ja joissakin laivoissa myös ydinvoima. Laivanrakennusmestarit olivat ensimmäisten joukossa julkisesti auktorisoituja ammattilaisia. Merellä kulkevan laivan käyttöikä on joitakin kymmeniä vuosia, joten jatkuva uudistaminen on välttämätöntä. Suuren laivan rakentaminen on muodostanut taloudellisia ongelmia kuninkaillekin. Meri on vaativa ja riskialtis ympäristö laivoille, joten erilaiset taloudelliset instrumentit, kuten takaukset ja vakuutukset ovat kehittyneet tukemaan riskien jakamista niin laivoja rakennettaessa kuin merenkulussakin. 1700-luvulla takaajien perustamien luokituslaitosten toimintaan sisältyi laivojen onnettomuuksien tutkintaa ja raportointia, mistä käynnistyi turvallisuuden järjestelmällinen kehittäminen ja rakenteiden standardointi. Nykyään laivat rakennetaan tiukasti säännösten mukaisesti. Rahtilaivoissa korostuvat taloudelliset näkökulmat, kun taas matkustajalaivoissa ja huvialuksissa on havaittavissa muitakin painotuksia.  
Historia
 
Vanhin tunnettu merimatka on tapahtunut vähintään 50000–70000 vuotta sitten, kun ihmiset ovat siirtyneet Uuteen-Guineaan ja Australiaan. Afrikasta lähtynyt ihmisjoukko siirtyi rantoja pitkin Intian niemimaan ympäri ja pystyi jääkauden noin 80 metriä nykyistä alemman merenpinnan vuoksi etenemään Indonesian saaristossa helposti, pisimpien merimatkojen ollessa parikymmentä kilometriä. Australiaan päästääkseen ihmisten oli ylitettävä noin 170 kilometrin levyinen merensalmi. Eristyksessä eläneet Australian ja Uuden-Guinean alkuperäiskansat muistuttavat ulkonäöltään afrikkalaisia ja geenien perusteella he ovat luultavasti viimeisiä ensimmäisten liikkeelle lähteneiden ihmisryhmien suoria jälkeläisiä.[1] Voidaan vain arvailla, millaisilla aluksilla tämä matka on tehty. Vihjeitä voidaan hakea nykypäivään säilyneistä alkeellisista aluksista. Oksista tai papyruskaisloista sidotut lautat ovat hyvin vanhoja afrikkalaisia vesikulkuneuvoja. Intiassa käytetään kolmesta tukista sidottua lauttaa, joista keskimmäinen on pisin. Fidžisaarilla käytetään bambuvarsista on sidottu lauttoja, joissa on kaiteet. Tiibetissä jokia ylitetään eläintennahasta tehdyillä ilmatäytteisillä kellukkeilla. Yhdestä puusta kovertamalla tehdään ruuhia. Sidotun puukehikon ympärille voidaan kiristää nahkoja tai tuohia (esimerkiksi amerikkalaiset tuohiveneet) kanootin tai kajakin tekemiseksi.[2]
Purjealusten aika
Egyptiläiset alukset

Niili on laivaliikenteen kannalta suotuisa joki, sillä siellä tuulee säännöllisesti pohjoisesta, minkä ansiosta purjeilla pääsee jokea ylös ja virran mukana alas. Kuvia Niilillä käytetyistä aluksista on läydetty esidynastisen ajan saviruukuista 6000  vuoden takaa. Kuvissa on pitkiä kaislasidoksisia veneitä, joiden kapeneva kaislasidos on keulassa ja perässä taivutettu ylös. Jo tuolloin peräosa taivutettiin niin paljon, että se osoittaa sisäänpäin veneeseen. Tästä tuli vuosituhansiksi Välimeren aluksille tyypillinen piirre. Samalta ajalta on löydetty myös purjeella varustetun veneen kuva. Masto oli sijoitettu lähelle keulaa, jolloin purjetta voitiin käyttää vain myötätuuleen. Näissä veneissä oli ohjausairo, ja niitä voitiin myös meloa.[4]
Ensimmäisen dynastian ajalta on jo kuvia puulaivojen valmistamisesta. Egyptistä ei löydy juurikaan laivanrakennukseen sopivaa puuta, sillä paikallista sykomori- ja akaasiapuusta saadaan vain lyhyitä lautoja. Tämän vuoksi puuta alettiin tuoda muualta. Puupalaset sidottiin toisiin tiimalasia muistutavilla puupalasilla tai ommeltiin yhteen köysillä. Puskusaumat tiivistettiin piellä[5] ja kasvikuiduilla tai ruoholla [6]. Lisäksi aluksen koossa pitämiseen käytettiin laivan ulkopuolisia kiristettäviä vöitä ja sidoksia.[7] Vedessä vedenpaine puristaa liitoksia yhteen. Suurimmissa aluksissa melat korvattiin airoilla.[8]. Abydosin kaupungin läheltä on löydetty rituaalihautauksissa käytettyjä veneitä, jotka on ajoitettu ensimmäisen dynastian ajalle. Näistä on saatu tärkeitä tietoja laivanrakennustekniikasta. Lautojen liitoksissa on käytetty tappi-reikätekniikkaa. Laivojen materiaaliksi on tunnistettu paikallinen tamariskipuu.

Merelle egyptiläiset ovat lähteneet 3000 eaa. vuosisadalla. Hieroglyfit kertovat faarao Sneferun lähettäneen 2600 eaa. tietämillä 40 laivaa Foinikiaan noutamaan setripuuta laivanrakennukseen. Faarao Sahura lähetti kahdeksan sotalaivaa Syyrian rannikoa tuhoamaan, ja retkikunta palasi vangiksi otettujen foinikialaisten kanssa. Sahuran sotalaiva oli rakennettu kuten aikaisemmatkin laivat ilman köliä ja kaaria. Palaset kiristettiin rungon ulkopuolisilla köysillä ja verkoilla toisiinsa. Kansi tuki rakennetta. Masto oli kaksijalkainen ja se voitiin laskea alas. Masto oli edelleen sijoitettu niin eteen, että purjetta voitiin käyttää vain myötätuulessa.[10] Egyptiläisillä oli tapana sijoittaa hautoihin laivojen pienoismalleja. Näistä käy ilmi, että vuoden 2000 eaa. tienoilla useat ohjausairot korvattiin yhdellä suurella.[11]. Naispuolinen faarao Hatšepsut lähetti 1400 eaa. laivaston Puntin maahaan Afrikan sarveen. Näissä laivoissa oli tukeva köli tai keskirunkopalkki, joka ulottui niin keulan kuin peränkin yli. Purjemasto oli sijoitettu keskilaivaan ja ylempi raakapuu oli laskettava. Tätä laivaa pystyttiin purjehtimaan sivutuuleenkin. Aluksen pituus oli arviolta 25–27 metriä.[12]
Obeliskit ovat yhtenä kappaleena hakattu vuoresta Assuanissa ensimmäisen kataraktin luona. Sieltä ne on kuljetettu laivalla Luxoriin ja Heliopolikseen. Faarao Thutmosis I rakennutti laivan obeliskien kuljettamiseen. Hänen tyttärensä kuningatar Hatšepsut hakkautti isänsä ja itsensä kunniaksi kaksi obeliskia, joiden laivauksesta on säilynyt kuva vuoritemppelissä Deir el Bahrissa. Kaksi obeliskia kantaneen laivan on laskettu olleen 63 metriä pitkä, 25 metriä leveä. Sen syväyksen lasketaan olleen 2 metriä ja painon 800 tonnia ilman kuormaa ja 1500 tonnia kuorman kanssa.[13]
1200-luvulla eaa. Egypti joutui yhä enemmän merikansojen, lähinnä filistealaisten hyökkäyksen kohteeksi. Faaroa Ramses III kävi näitä vastaa sotaa menestyksekkäästi. Hänen hautakammiossaan Medinet Habussa on vanhin meritaistelua kuvaava reliefi. Egyptiläiset olivat ilmeisesti ottaneet oppia muiden merenkävijäkansojen laivoista. Soutajat on suojattu roiskelaudoituksella. Mastossa on nähtävissä märssykori ja purjeet ovat koottavissa supistimilla, jolloin raakaa ei tarvitse laskea alas.[14]
Egeanmeren pronssikaudesta roomalaisiin


Merenkulun kehittyminen Egeanmeren rannoilla ja saarilla asuvien kansojen joukossa on luonnollista, sillä jo 3400 eaa. saarien välillä oli kulttuuriyhteyksiä. Varhaisimmat alukset ovat olleet papyruslauttoja ja ruuhia, joihin on köysillä sidottu sivulaudat. Koska alueella kasvaa hyvää laivanrakennuspuuta, laivat tehtiin jo varhain kölin ja kaaripuiden varaan. Minolainen kulttuuri Kreetalla oli ensimmäinen merivalta, jolla oli yhteyksiä Egeanmeren lähisaarille. Kreetalaisten ja egyptiläisten aluksissa on samoja piirteitä, mutta sitä ei tiedetä, kumpaan suuntaan on kulkenut enemmän vaikutteita. Mykeneläinen kulttuuri kukoisti Kreikan mantereella ja saaristossa, ja se kävi kauppaa Välimerellä. Foinikialaiset elivät Välimeren pohjukassa, nykyisen Libanonin alueella ja heillä oli siirtokuntia ympäri Välimerta. Foinikialaiset myivät ja laivasivat setripuuta Egyptiin ja olivat läheisessä yhteydessä heihin.[15][16][17] Foinikalaiset kehittivät monisoutuiset sotalaivat eli kaleerit. Foinikialaisessa dieerissä oli soutajia kahdessa tasossa ja laivan keskellä oli koko laivan mittainen silta, jossa sotilaat pystyivät liikkumaan.[18] Egeanmeren alueella laivan rakennukseen käytettiin mäntyjä. Rannikolla kasvanutta lajia kutsuttiin nimellä pitys (rannikkomänty, turkinmänty tai alepponmänty), vuoristossa kasvanutta nimellä peuce (makedonianmänty tai mustamänty)). Kolmas mäntylaji oli pinja, jota viljeltiin jo antiikin aikana syötävien siemenien vuoksi. Kreikkalaisissa sotalaivoissa käytettiin pihtaa sen keveyden vuoksi. Kauppalaivoissa käytettiin kestävyyden vuoksi vuoristomäntyä.[19]

Doorilaiset siirtyivät Kreikkaan 1100-luvulla eaa. Tämän jälkeen Kreikan historiasta alkaa ajanjakso, josta on säilynyt vähän tietoa. Joistakin ruukunpalasista on päätelty, että doorilainen sotalaiva on ollut yhdestä suuresta puusta tehty alus ja muistattanut joitakin Papua-Uuden-Guinean saarien sotakanootteja.[20] Kreikan kaupunkivaltiot alkoivat 700 eaa. alkaen harjoittaa kauppamerenkulkua ja kilpailla foinikialaisten kanssa. Turvallisilla kotivesillä käytettiin pienehköjä, pelkin purjein kulkevia kauppalaivoja, joissa oli korotetut laidat ja silta perästä keulaan, jota pitkin päästiin kulkemaan kansilastin yli. Pidemmillä matkoilla laivat olivat sotalaivojen ja kauppalaivojen yhdistelmiä ja niissä oli soutajia. Tyypillistä kreikkalaisille aluksille oli keulan pidennys, keulajuhmuri, joka sotalaivoissa toimi hyökkäyspuskurina, mutta kauppalaivoissa sen on arveltu parantaneen kulkuominaisuuksia, kuten nykyään käytettävä bulbi. Toinen tyyppillinen piirre on keulassa käytetty silmän kuva.[21]
Kreikka on vuoristoinen maa, jossa kuljetus oli tehokkainta vesitse. Ateena saavutti Egeanmeren herruuden 400-luvulla eaa. laivastonsa ylivoimalla. Meritaistelujen tekniikkana oli puskea vastustajan laivat rikki keulajuhmurilla. Taktiikan onnistuminen riippui aluksen koulutetuista soutajista ja taitavasta ohjaamisesta, mutta myös nopeudesta ja keveydestä, mikä johti kilpailuun laivojen tekniikasta.[22] Kreikkalainen dieeri eli kaksisoutu 600-luvulta alkaen oli antiikin keveimpiä ja siroimpia aluksia. Keveät laivat voitiin vetää perä edellä maihin. Thukydides mukaan korinttilaisten alkoivat ensimmäisenä rakentaa laivojen sisäpuolelle kaaria.[23] Kaaret kuitenkin muotoiltiin ja lisättiin vasta jälkikäteen laipioiden ollessa jo valmiit.[24] Trieerejä eli kolmisoutuja rakennettiin jo 600-luvulla eaa., mutta raskaina ja kömpelöinä ne eivät aluksi pärjänneet dieereille. 

Kolmisoudusta kehittyi 300-luvulla eaa. antiikin paras sotalaiva. Aluksen kummallakin sivulla oli soutajia kolmessa rivissä. Yksi riveistä oli sijoitettu muita alemmaksi, ja sen airorei’issä oli nahkapussit, jotta vesi ei pääsisi sisään. Yksi rivi oli sijoitettu parvelle veden päälle. Kolmisoutu voitiin pitää lyhyeänä, jotta käännökset onnistuivat nopeasti.[25] Kolmisoudun nopeuden on arvioitu olleen maksimissaan noin 11 solmua.[26] Kolmisoutujen jälkeen tulivat nelisoudut ja viisisoudut 300-luvulla eaa. Maalla säilytetyt sotalaivat pysyivät kuivina ja jouduttuaan pusketuiksi, ne eivät uponneet vesilastissa. Edes raskas pronssinen keulajuhmuri ei riittänyt upottamaan alusta. Hylkyjä voitiin ilmeisesti korjata, koska ne yleensä pyrittiin pelastamaan.[27] Suurin Ptolemaios IV Aleksandriassa 200-luvun eaa. lopulla rakentama sotalaiva, nelikymmensouduksi mainittu, oli kuvausten mukaan 130 metriä pitkä ja soutajia oli yli 4000. Todennäköisesti alus ei ole juuri liikkunut merillä, vaan on toiminut pelotteena.[28]
Rooman menestys ei perustunut laivastoon. Roomalaiset rakensivat laivaston vahvaa merivaltaa Karthagoa vastaan käytyihin puunilaissotiin. Toisen puunilaissodan jälkeen Rooma antoi laivastonsa rappeutua. Myöhemmin laivasto koottiin tarvittaessa Etelä-Italian kreikkalaisilta kaupungeilta. Vuoden 50 paikkeilla keisari Claudius saattoi loppuun Ostian sataman työt. Rooma oli tullut riippuvaiseksi Aleksandriasta laivatusta viljasta.[29] Lukianoksen tuotannossa on säilynyt kuvaus viljalaivan matkasta osana teosta Laiva eli Toivomukset (myös nimellä Purjehdus eli Inhimillisiä toiveita). Laivan nimi oli Isis, ja se lähti Aleksandriasta kohti Roomaa. Laivan kerrotaan olleen 55,5 m pitkä, yli 13,7 m leveä ja sen kannen korkeuden 13,4 m. Aluksen vetoisuus oli noin 1200 tonnia. Alkutaival sujui lauhassa luodetuulessa Kyprokseen viikossa, joten nopeus oli ollut noin 1,75 solmua, mikä on kohtuullinen nopeus raskaalle alukselle luovissa. Tämän jälkeen nousi länsimyrsky ja alus joutui nykyisen Turkin länsirannikolle. Tämän jälkeen matkan päämäräksi valittiin Ateena.[30][31]

Isojen aluksien rungot rakennettiin maalla ja varusteltiin meressä. Vesille laskun jälkeen alkoivat ongelmat, sillä suolaisissa valtamerissä puulaivoja tuhoaa laivamato, jota roomalaiset kutsuivat nimellä Terredo navalis, joka on myös sen nykyinen tieteellinen nimi. Erityisesti lehtikuusta pidettiin altiina laivamadolle. Suuria laivoja suojattiin siten, että ensin runko peitettiin piessä liotetulla liinakankankaalla ja sitten päälle naulattiin ohut lyijylevytys. Myrkyllinen lyijy esti myös kotiloiden ja hanhenkaulojen tarttumisen pohjaan. Antiikin aikana on osattu rakentaa myös kuivatelakoita, jotka pystyttiin pumppaamaan tyhjiksi. Näin voitiin huoltaa laivojen pohjia.[32]
Laivanrakennus Kiinassa ja lähialueilla

Kiinassa laivanrakennus alkoi Kevättä ja syksyä -kauden aikana (722–481 eaa.). Kiinalainen džonkki kehittyi ajanlaskun alussa, ja sille oli tyypillistä tasainen kalteva keula ja perä. Jo ensimmäisellä vuosisadalla näissä oli yksi peräsin keskellä perää. Alus kehittyi jokiliikennöinnissä, ja merille sillä lähettiin rannikkoja pitkin toisella vuosisadalla. Kiinalainen kulttuuri levisi meriteitse lähialueille Koreaan, Taiwaniin, Japaniin, Vietnamiin ja Indonesiaan. Džonkin rakenteesta teki tukevan laipioilla rungon poikki tehty osastointi.[33] Niistä voitiinkin rakentaa huomattavasti suurempia kuin eurooppalaisista puulaivoista. Mongolit valloittivat 1200-luvulla Kiinan Kublai-kaanin johdolla. Mongolit yrittivät suuren laivaston avulla Japanin valtausta pariinkin kertaan, mutta epäonnistuivat laivaston tuhouduttua merenkäynnissä. Zheng Hen laivastossa 1400-luvun alussa oli 122 metriä pitkiä ja 50 metriä leveitä laivoja.[34] Laivaston osa kävi aina Afrikan itärannikolla saakka. 1420-luvulla Kiinalla oli 400 suurta 1350 pienempää sotalaivaa sekä 3000 kauppalaivaa.[35] 1450-luvun jälkeen Kiinan politiikka muuttui, maa sulkeutui ja laivaston annettiin rappeutua. Rannikkovesiä kauemmaksi tehdyt purjehdukset kiellettiin.[36] Sotadžonkkeja oli käytössä 1800-luvulle saakka. Tykeillä varustettuna ne pystyivät pitämään puoliaan eurooppalaisia vastaan. 
Korealaisilla oli ollut laivasto 600-luvulta alkaen. He kehittivät panssaroidun kilpikonnalaivan merisotaan japanilaisia vastaan 1500-luvun lopulla. Tämän tykeillä varustetun aluksen menestymisen syy lähitaisteluissa oli se, että sen entraus oli mahdotonta.[37]
Joki- ja rannikkolaivat rakennettiin nopeakasvuisista männyistä ja kiinankeihäskuusesta. Kamferipuuta käytettiin laipioihin ja peräsimeen. Valtameridžonkit rakennettiin tiikistä, jota hankittiin kiinalaisten valloittamasta Vietnamin Annamista. Laivoihin tarvittiin paljon puuta ja Annamin metsien hakkuut saivat väestön nousemaan kapinaan.[38]

Polynesialaiset ovat joutuneet tekemään pitkiä jopa tuhansien kilometrien merimatkoja päästäkseen Tyynenmeren saarille. Polynesialaiset ovat lähteneet vähän yli 3000 vuotta sitten Kaakkois-Aasiasta merelle. Taiwanin saaren alkuperäiset asukkaat ovat geneettisesti polyneesialaisten läheisimpiä sukulaisia.[40] Todennäköisesti polynesialaisten alukset ovat olleet alueella nykyäänkin käytettyjen kaksirunkoisten katamaraanien tai kolmirunkoisten trimaraanien kaltaisia kanootteja. Niissä on voinut olla runkojen päälle rakennettu kansi ja siinä katos tai maja.
Keskiajalla

Asutus Skandinaviaan seurasi jään vetäytymistä viimeisimmän jääkauden lopulla. Ensimmäiset tulijat ovat olleet hylkeenmetsästäjiä, mikä on vaatinut kykyä liikkua vesillä. Ilmeisesti on käytetty nahasta ja puurungosta tehtyjä kanootti-tyyppisiä aluksia. Vanhimpia tunnettuja pohjoismaisia puusta tehtyjä veneitä on Hjortspring-vene, joka on löydetty 1800-luvulla Tanskasta. Se on kaikkiaan 21 metriä pitkä, sisämitan ollessa 13 metriä ja ajoitettu 300-luvulle eaa. Ferribystä, Englannista on löydetty jäänteitä kolmesta laudoista tehdyistä veneestä, joista pisin on ollut 15 metriä pitkä. Ferribyn veneet on ajoitettu 2000–1600 luvulle eaa. Björken vene, joka on löydetty Ruotsista, on ajoitettu 400-luvulle ja se on jo aika kehittynyt. Sekä Björken veneessä että Hjortspring-venessä on käytetty limisaumoja, joista tuli sitten merkitsevä piirre Pohjanmeren ja Itämeren laivoille koko keskiajaksi.[41]



Roomalainen historioitsija Tacitus mainitsee noin vuonna 100, että skandinaavien alukset ovat perästä ja keulasta samanlaisia. Vuonna 1863 löydettiin Nydamin suosta Slesvigistä suuri vene, Nydamin vene, joka on ajoitettu dendrologian avulla 300-luvulle. Sen pituus on 22,8 metriä ja leveys 3,26 metriä. Laiva on tehty tammilankuista limisaumaiseksi. Pohja on pyöreän muotoinen, joten se on ollut kiikkerä, mitä on korjattu pitämällä pohjalla noin 1000 kg kiviä. Kaaret on sidottu niiniköydellä lautoihin tehtyihin kohoamiin. 600-luvulla laivan pohja tuli U-maisemmaksi.[42] Varhaisissa kuvissa purjeet on kuvattu diagonaalisella kuviolla. Purjemateriaalina käytetyn sarkakankaan kestävyys märkänä oli huono, joten purjeisiin ommeltiin diagonaaliset vahvistukset.[43] Viikinkiaikaisia laivoja on säilynyt varsin paljon, kuten Oseberglaiva ja Gokstadin laiva. Knarri oli viikinkien rahtialus, joka oli pystyperäinen ja -keulainen. Viikinkilaivoja mitattiin soutajaparien määrän mukaan. Pisimmissä oli 30–40 penkkiä ja niitä kutsutiin nimellä "Långskepp" tai "Draakki". Pituutta näissä on ollut jopa 80 metriä. Viikinkilaivojen keulakoristeet ja perän lohikäärmeenpääkoristeet olivat irroitettavia ja niitä oli kielletty käyttämästä kotirannikolla. Laidan ulkopuolista kilpirivistöä, jollainen löydettiin Gokstadin laivasta, on ilmeisesti käytetty vain näytösluonteisesti.[44] Viikinkilaivojen runkona oli kölipuu, josta nousivat sisäänpäin kääntyvät perä- ja keulavantaat. Perässä ohjausairo oli oikealla puolelle, josta on säilynyt nimityskin tyyrpuuri tai styyrpuuri (ruotsin styr=ohjata). Ohjausairoon oli kiinnitetty ruorikampi. [45] Limilaudoitus oli naulattu tai voidaan sanoa myös niitattu eli naulat tulivat läpi ja lyötiin lyttyyn toiselta puolelta lukiten liitoksen.[46]
Hansaliiton piirissä kehittyi oma laivatyyppinsä, koggi, jolle oli tyypillistä perävantaaseen saranoitu peräsin. Tällaisista peräsimistä on vanhin kuva säilynyt Gotlannissa Fiden kirkossa 1200-luvun alusta.[47] Koggi oli korkealaitainen ja syvällä uiva, jolloin siihen saatiin paljon lastia. Syväkulkuinen alus johti siihen, että aikaisemmin sisämaassa sijainneet jokien rannalla olleet kaupungit siirtyivät lähemmäksi merta. Korkeat laivat auttoivat puolustautumaan merirosvoja vastaan. Koggi voitiin varustaa kastelleilla eli puolustukseen sopivilla torneilla keulassa ja perässä. Kastellit tulivat myöhemmin osaksi runkoa. Masto oli suhteellisen keskellä, mikä teki luovimisesta vaikeaa, mutta rungon syväys ja keulan ja perän suippous veden alla paransivat purjehdusominaisuuksia. 1300-luvun lopulla koggin syrjäytti suurempi laivatyyppi, holkki, joka laivana oli hyvin samantapainen kuin välimeren karakki.[48]
 
Välimerellä tuli käyttöön 800-luvulla latinalaispurje arabien vaikutuksesta. Latinalaispurjeella pystyttiin purjehtimaan myös etuviistosta puhaltavaan vastatuuleen.[49] Latilaispurjeesta tuli yleisin purje sadoiksi vuosiksi Välimerellä, mutta vuoden 1300 tienoilla alettiin suurimmissa laivoissa käyttää enemmän raakapurjetta.[50] Vuoden 1000 tienoilla arabien aluksiin tuli peräsin ohjausairon sijaan. Kiinasta käyttöön otettu peräsin nivelöitiin perävantaaseen. Perämisestä kulkivat köydet aluksen kummallakin puolella ja peräsintä käännettiin vetämällä köysistä. Peräsin oli avomerellä kestävämpi ratkaisu kuin ohjausairo. [51]
Laivat oli Välimeren piirissä rakennettu 1000-luvulle saakka ulkoa sisälle eli ensin on tehty laidat ja sitten kaaret. Italiassa alettiin rakentaa laivoja uudella tavalla, ensin kaaret ja sitten lautalankut kiinnitettiin näihin, jolloin saavutettiin lujempi rakenne ja voitiin tehdä suurempia aluksia. Telakoiden työn organisoinnilla saatiin myös laivojen hintaa laskettua. Venetsialla oli vuonna 1400 noin 3 000 kauppalaivaa ja sen kaleereissa palveli 11 000 miestä. Toinen merivalta oli Genova. Genovalaiset alukset purjehtivat Atlantin rannikkoa ja kävivät kauppaa Englannin ja Flanderin kanssa. Genovalaiset alkoivat myös etsiä meritietä Intiaan 1200-luvun lopulla. Genovalaiset veljekset Vandino ja Ugolino Vivaldi lähtivät 1291 Gibraltarin salmen kautta kohti Intiaa kahdella kaleerilla, mutta he katosivat matkalle.[52][53] Vuonna 1268 Ranskan kuningas Ludvig IX tilasi Venetsiasta ja Genovasta laivat ristiretkelleen. Näistä purjelaivoista on säilynyt mittatietoja. Venetsialaiset laivat olivat 25,8 metriä pitkiä, leveys oli 6,45 metriä ja laidan korkeus 6,6 metriä.[54] Kaleereja ei käytetty ainoastaan sotalaivoina vaan myös rahtilaivoina. Niiden etu oli nopeus purjelaivoihin nähden. Soutajina oli kaleeriorjia. Orjia voitiin käyttää, koska rahtialuksilta ei vaadittu taitavia manööverejä kuten kreikkalaisilta keulajuhmureilla varustetuilta sotalaivoilta. Kaleereissa oli myös latinalaispurjeet.[55] Itä-Rooma käytti sodankäyntiin dromoniksi kutsuttua kolmisoutua. Sen aseena oli kreikkalainen tuli.[56]
Karakki kehittyi Välimerellä 1300-luvun lopulla. Siinä oli raakapurje isomastossa ja sen takana latinalaispurje mesaanimastossa.[57] Myöhemmin karakkeja tehtiin kolmimastoisena, jolloin edessä oli pieni fokka. Aluksen runkoon kuuluivat etu- ja takakastellit. Alus oli hyvin samanlainen kuin koggista kehittynyt holkki sillä erolla, että karakki tehtiin puskusaumoilla. Karakki oli niin tukeva alus, että sen kansille voitiin sijoittaa tykkejä. [58] Portugalin prinssi Henrik Purjehtija osallistui Ceutan valtaamiseen isänsä kanssa. Tarkoituksena oli saada haltuun Saharan yli kamelikaravaaneilla tulevan kullan kauppa. Ceuta vallattiin, mutta kultakauppaa ei saatu haltuun. Henrik alkoi haaveilla purjehtimisesta Saharan eteläpuolelle ja kullan hankkimista sieltä. Henrik asui Portugalin lounaiskärjessä Sagresissa ja lähikaupungissa Lagosissa, jonne kerääntyi merenkulun asiantuntijoita. Henrikin kannustamana kehitettiin alus, karavelli tutkimusmatkoja varten. Karakkiin verrattuna karaveli on tasaperäinen, pienempi, kapeampi ja nopeampikulkuinen. Siinä käytettiin latinalaispurjeita, koska kyky luovia oli tärkeä ominaisuus näillä matkoilla.[59] Afrikan länsirannikkoa alettiin edetä etelään. Henrik lähetti useita retkikuntia matkaan, jotka etenivät aina pidemmälle. Vuonna 1434 Gil Eanes purjehti Cabo Bojador ohi. Vuonna 1444 päästiin Senegaljoelle ja voitiin tuoda ensimmäinen kultalasti. Portugalilaiset käyttivät laivojen rakentamiseen tammea, kuten rautatammia, köliin ja peräsimeen sekä mäntyä, esimerkiksi pinjaa kaariin ja laudoitukseen.[60]
Laivanrakennus löytöretkistä höyrylaivoihin

Kristoffer Kolumbus ja Magalhaes tekivät löytöretkensä vielä keskiaikaista laivanrakennusperinnettä edustaneilla laivoilla, karakeilla ja karavelleilla. Alukset olivat pieniä, 20–30 metriä pitkiä ja 6–7 metriä leveitä, kuten esimerkiksi Kolumbuksen lippulaiva noin 80 toneladasin (80 tynnyriä viiniä) lastin kantanut Santa Maria.[61] Purjelaivojen aikakaudella laivojen vetoisuus ilmoitettiin eri tavoin kuin nykyään, esimerkiksi Englannissa käytettiin mittayksikköä "pitkä tonni". Sata vuotta myöhemmin laivat olivat jo suurempia, ja niissä oli enemmän purjeita. Löytöretket toivat mukaan uusia maita, kuten Ranska, Englanti ja Alankomaat kilpailuun merentakaisesta kaupasta. Karakista kehittyi isompi laivatyyppi, galeoni, jota myöhemmin kutsuttiin kaljuunaksi. Kaljuunalle oli tyypillistä keulan yli ulottuva kansisilta. Kaljuunat varustettiin tykein. Esimerkiksi tunnettu englantilainen alus Henry Grace à Dieu vuodelta 1545 oli varustettu 184 pienehköllä tykillä.[62] Näissä aluksissa oli useita laivaa lujittavia tykkikansia. Kuninkaallisen laivaston luokitusjärjestelmä antaa joitakin käsityksiä alusten koosta. 1500-luvulla kehittynyt takilointitapa säilyi purjelaivojen käytön loppuun saakka suunnilleen samanlaisena. Englantilaiselta laivasuunnittelijalta Mathew Bakeriltä on säilynyt joitakin konstruktiopiirustuksia 1500-luvun lopulta. Laivanrakennuksessa pyrittiin kopiomaan hyviksi purjehtijoiksi osoittautuneiden laivojen rakenteita.[63] Espanja sai aluksi puumateriaalin, mäntyä ja tammea kotimaastaan. Laivojen rakentaminen siirtyi 1600-luvulla etälästä pohjoisrannikolle Bilbaoon. Samoihin aikoihin Espanjalaiset alkoivat rakentaa laivoja Havannassa, jossa materiaalina oli mahonki.[64]
Sodankäynnissä säilyivät kaleerit ja galeassit, purjein varustetut kaleerit, joita käytettiin runsaasti erityisesti välimerellä. Vuonna 1571 käyty Lepanton taistelu turkkilaisten ja kristittyjen välillä on historian suurin kaleeri- ja galeassityyppisillä aluksilla sodittu meritaistelu. Kristittyjen voittamasta taistelusta on säilynyt paljon kuvauksia laivoista. Pisimmän galeassin pituudeksi mainitaan 145 jalkaa. Galeasseissa keulaan sijoitetut tykit osoittivat niin eteenpäin kuin sivullekin. Kaleereita rakennettiin 1700-luvun loppupuolelle saakka.[65]

Kun 1500-luvulla eurooppalaiset alkoivat tehdä laajemmin valtamerimatkoja, niin samaan aikaan Euroopassa alkoi lähes jatkuva keskinäinen sota. Väliaikaiset rauhansopimukset eivät koskeneet Euroopan ulkopuolisia meriä. Esimerkkinä tästä on Karibian merirosvous, minkä vuoksi valtamerien kauppalaivat ja sotalaivat eivät juurikaan eronneet toisistaan. 1600-luvulla laivojen tekninen kehitys oli vähäistä, mutta tuolta aikaudelta on säilynyt paljon kuvia, pienoismalleja ja kokonaisia laivojakin. Aikakaudelle oli tyypillistä laivojen ylenpalttinen koristelu. Esimerkkinä tästä on Englantilainen Prince Royal vuodelta 1610, jonka rakensi Phineas Pett.[67] Ranskassa kardinaali Richelieu tilasi valtaan päästyään Hollannista laivoja malliksi ranskalaisille veistämöille. Tunnettuja kirjoja aikauden laivoista ovat espanjalaisen Manoel Fernandezin kirja 'Livro de Traças de Carpintaria' vuodelta 1619[68] ja Saksalaisen Joseph Furttenbachin teos 'Architectura Navalis' vuodelta 1629.[69]
 
1500-luvulla Portugali ja Espanja hallitsivat valtameriä. 1580 Espanjan kuninkaasta Filip II:sta tuli myös Portugalin hallitsija. 1588 Filip II määräsi voittamattomaksi armadaksi kutsutun laivastonsa hyökkäämään Englantiin. Laivastosta palasi vain puolet aluksista ja kolmannes miehistä. Filip II sai hallintaansa myös Alankomaat, mutta joutui protestanttisen pohjoisosan kanssa sotaan. Pohjoisosa julistautui itsenäiseksi nimellä Yhdistyneet provinssit, joka vastaa alueeltaan suunnilleen nykyistä Hollantia. 1607 Hollannin laivasto hyökkäsi Gibraltarin taistelussa Espanjan laivaston kimppun ja tuhosi sen. Kun englantilaiset lisäksi harjoittivat poliitiikkaa, jossa he pyrkivät kaappaamaan Espanjalaisia aarrelaivoja merillä, niin Espanjan valta mureni vähitellen. Uusiksi merivalloiksi nousivat Englanti ja Hollanti. Ruotsin laivasto oli vuonna 1610 kaksi kertaa Englannin laivastoa suurempi, mutta sen voimat sitoutuivat Itämerellä käytyihin sotiin.[71] Hollantilaiset rakensivat kevyempiä, nopeampia ja matalammalla uivia aluksia kuin Englantilaiset tai Ranskalaiset. Keveys aiheutti tappiota tykistökaksintaisteluissa. Hollantilaista laivanrakennustaitoa olivat hyödyntäneet muun muassa Ruotsi kutsumalla hollantilaisia mestareita omille telakoilleen. Tunnetuin hollantilaisen laivanrakennustaidon opiskelija oli tsaari Pietari Suuri vuonna 1697.[72] Itä-Aasian kaupan ansiosta Hollannista tuli 1600-luvulla Euroopan rikkain maa. Kauppa oli organisoitu kauppakomppanioiden avulla, joista suurimpia olivat Hollannin ja ja Englannin kauppakomppaniat ja näillä oli lähes valtiolliset oikeudet käydä jopa sotia. 1700-luvulla Hollannin merkitys merivaltana alkoi taantua, kun se ei enää menestynyt kilpailussa Englannin kanssa.[73]

Hollantilainen laivatyyppi, flöitti, kehittyi 1600-luvulla Itämeren purjehdusta varten. Hollannilla oli 1600-luvulla 10 000 kauppalaivaa ja Itämeren kaupan hallinta oli siirtynyt heille Hansaliitolta. 55 % kaikista Tanskan salmista kulkevista aluksista oli hollantilaisia. Tanskalaiset keräsivät näistä aluksista tullia laivojen kantavuuden perusteella. Helsingørissä peritty Juutinrauman tullimaksun suuruus perustui alusten kantavuuteen, jota laskettaessa mitattiin aluksen leveys keskilaivan kohdalta. Pienentääkseen tullimaksuja kauppiaat rakennuttivat aluksensa voimakkaasti sisäänkallistuvin kyljin.[74] Hollanti on lähes puuton maa ja sinne tuotiin laivanrakennuspuuksi tammea Reinin varrelta. 1600-luvulla puuta jouduttiin hankkimaan Norjasta ja Itämeren alueelta, myös Ruotsiin kuuluvilta alueilta, kuten Virosta ja Liivinmaalta. Hollantilaisissa laivoissa käytettiin paljon mäntyä, mikä aiheutti enemmän huoltotarvetta. Hollantilaiset alkoivat käyttää myös tuulivoimalla toimivia sahoja lautojen tuottamiseen.[75]

Sovereign of the Seas oli vuonna 1637 valmistunut englantilainen sotalaiva, jonka tilasi kuningas Kaarle I. Se oli aikansa suurimpia aluksia, kölin pituuden ollessa 127, leveys 48 ja syväys 23,5 jalkaa. Se oli myös aikansa loistokkain, kullalla koristeltu laiva ja maksoi 10 kertaa tavallista laivaa enemmän. Aluksessa oli 100 tykkiä. Sotalaivoissa oli ollut 1500-luvun alusta saakka suora peräpeili, mutta tähän alukseen tehtiin pyöreä perä, joka vasta veden pinnan yläpuolella suoristettiin peräpeiliksi. Tämä rakenne tuli tyypilliseksi englantilaisille sotalaivoille.[76] Alusten koon kasvattaminen johti myös onnettomuuksiin, tunnetuimpana Vasa. Kyseessä ei kuitenkaan ollut ainut epävakaudesta johtunut onnettomuus, joten yltiöpäisestä koon kasvattamisesta luovuttiin 1600-luvulla. Ruotsalainen amiraali Fredrik af Chapman (1721–1808) alkoi tutkia hyviksi purjehtijoiksi osoittautuneiden laivojen rakennetta. Hän löysi rakenteista matemaattisia säännönmukaisuuksia, joista kehitti laskumenetelmän aluksen rungon edullisimman muodon, mittasuhteiden ja uppouman määrittämiseksi.[77]
Vuonna 1653 antoi Englannin amiraliteetti määräyksen, että laivojen on taisteltava linjassa, siis jonossa, jotta täyslaidalliset tykistötulet saisivat täyden tehon. Tämä vaati harjoittelua ja laivojen rakenteiden yhdenmukaistamista, jotta ne kulkivat suunnilleen yhtä nopeasti. Laivat jaettiin luokkiin, ensimmäisen luokan aluksessa oli yli 90 tykkiä, toisessa yli 80 ja kolmannessa yli 54 tykkiä. Näitä suurimpia aluksia pidettiin riittävän lujina linjataisteluihin ja niitä kutsuttiin linjalaivoiksi. Luokkia oli kaikkiaan kuusi, ja upseereiden palkat maksettiin tämän luokituksen mukaan. [78]
Englannissa oli alkoi olla puutetta tammesta jo 1500-luvulla. Laivojen kaarevat puuosat tehtiin luonnonkäyristä puista tai puita oli nuorina taivuteltu käyriksi. Pyökkiä käytettiin laivojen sisätiloissa. Mastopuina käytettiin mäntyä, mutta Englannista ei saatu riittävän suoraa, pitkää ja lujaa mäntyä, joten puuta tuotiin Baltiasta. Korkeimpien mastojen pituus oli 36 metriä ja nämä jodutiin tekemään komposiittirakenteena useammasta soirosta. Yhteen laivaan puuta tarvittiin paljon. Esimerkiksi Nelsonin Victory laivaan kului puuta määrä, joka vaati yli 30 hehtaaria tammimetsää. Tammimetsien istutuksesta parlamentti antoi lain 1668. Näistä saatiin puuta laivastolle 1700-luvun lopulla.[79] Itämeri oli niin puun kuin myös tervan suhteen tärkeä länsi-Euroopan laivanrakentajille aina Espanjaan ja Portugaliin saakka. Turvatakseen maateriaalitoimitukset Englanti lähetti laivastonsa lähes 20 kertaa Itämerelle vuosien 1658–1814 välillä. Englanti toi strobusmäntyä mastopuuksi myös Pohjois-Amerikan siirtokunnista. Vuonna 1762 annettiin siirtokunnissa määräys, että yli 60 cm läpimittaiset männyt on varattava laivastolle. Tämä herätti paikallisissa asukkaissa katkeruutta ja edisti siirtokuntien irtoamispyrkimyksiä. 1775 siirtokuntien kongressi kielsi puun viennin Englantiin, mikä haittasi Englannin laivaston toimintaa Yhdysvaltain vapaussodan aikana. [80]

Ranskassa Jean-Baptiste Colbertin johdolla aloitettiin laivaston uudelleenrakentaminen. Aluksi hän tilasi myös aluksia Hollannista kuten Richelieukin. Colbertin johdolla ranskalainen laivanrakennustaito nousi maineikkaaksi. Englantilaisen amiraliteetin sihteerin Samuel Pepysin päiväkirja vuodelta 1663 toteaa ranskalaisten laivojen olevan parempia alustoja tykeille ja nopeampia purjehtijoita. Laivastovierailulla 1672 Spitheadissä ranskalainen Superbe herätti suurta huomiota ja kuningas käski kopioida sen. Kopio sai nimen Harwich ja sitä pidettiin niin onnistuneena, että samanlaisia rakennettiin yhdeksän lisää. Ranskalaiset laivat rakennettiin sopivaksi myös sodankäyntiin vähätuulisella Välimerellä kaleereita vastaan. Tämän vuoksi alukset varustettiin tykeillä keulassa ja perässä.[81] 1680-luvulla ranskalaiset ottivät käyttöön uuden laivatyypin, kitsin eli kaljuutin ja varustivat sen mörssäritykeillä, joten sota-aluksena sitä kutsuttiin mörssärikitsiksi. Mörssärillä pystyttiin ampumaan neljä kertaa painavampia pommeja kuin sen aikaisilla tykeillä.[82] Ranskalaiset alkoivat tuoda puuta Kanadasta jo 1600-luvulla ja rakensivat myös laivoja Quebecissä vuoteen 1763 saakka.[83]
Historialliset laivojen tyyppinimet ovat varsin sekavia ja voivat perustua niin runkoon kuin takilointiinkin. Chapman jakaa kirjassaan "Architectura Navalis mercatoria" vuonna 1768 pohjoiseurooppalaisissa satamissa käyneet alukset viiteen luokkaan rungon mukaan. Näitä luokkia ovat fregatti, häckbåt, pinkki (ilmeisesti flöitin seuraaja) ja ilman keulakaljuunaa olevat alukset katti ja parkki.[84] Hollantilaiset rakensivat 1600-luvulla nopeita ja siroja yksimastoisia lähetti- ja tiedustelualuksena käytettyjä jahteja. Myös porvareiden huvittelukäyttöön rakennettuja aluksia alettiin kutsua jahdeiksi. Amsterdamin kaupunki lahjoitti 1660 Englannin kuninkaalle Kaarle II:lle kahvelipurjeella varustetun jahdin. Kuningas rakensi kokonaisen laivaston näistä ja järjesti niiden välille purjehduskilpailuja ja loi käsitteen yachting-kilpapurjehdus.[85] Hollantilaisesta jahdista kehittynyttä kahveli- ja fokkapurjeella varustetua pientä alusta kutsuttiin kutteriksi.1700-luvulla tulee uutena laivanrakennusmaana mukaan Pohjois-Amerikka. Siellä kehittyi kuunari (schooner). Ensimmäinen rakennettiin 1713 Massaschusettissa. Klipperi mainitaan jo vuodelta 1746 ja sitä käytettiin kaapparilaivana, salakuljetukseen, orjalaivana ja myöhemmin Yhdysvaltain laivastossa.[86] Brigantiini eli priki on kaksimastoinen alus, jossa on useampiosaisena rakennetut korkeat prikimastot ja niissä ainakin yläosassa on raakapurjeet. Fregatti ja pienempi korvetti ovat sotalaivoja, joilla purjelaivojen aikana tarkoitettiin laivaston keskikokoisia yleisaluksia. 1700-luvulla niistä tuli laivastoille yhä tärkeämpiä.[87]
Shebekki (eng. xebec) on barbareskien 1600-luvulla kehittämä erittäin nopeakulkuinen Välimerellä käytetty alus niin merirosvoukseen kuin rahtialukseksi. Espanjalaiset ja ranskalaiset kopiovat näitä aluksia laivastoonsa lyödäkseen merirosvot. Myöhemmin näitä siroja aluksia kopioivat myös venäläiset. Shebekin keulassa on kaljuuna, joka muistuttaa puskuria. Alkujaan shebekit oli takiloitu latinalaispurjein, mutta myöhemmin niissä käytettiin myös raakapurjeita.[88] Loggertti (eng lugger, ruotsiksi loggert, ranskaksi chasse-marée) on kaksi- tai kolmimastoinen neliskulmaisella purjeella varustettu rannikkoalus, jota käytettiin pääasiassa kalastukseen Bretagnessa ja Pohjanmeren rannikolla. Nopeaa alusta käyttivät myös salakuljettajat, minkä vuoksi Ranskan tulli otti niitä käyttöön 1700-luvulla. Napoleonin sodissa niistä kehitettiin tykein varustettuja kaapparialuksia.[89]
Höyrylaivojen aika


 
Jokilaivoissa purjeiden käyttö oli vaikeaa ja niitä jouduttiin usein vetämään rannalta käsin. Höyrykoneen käyttöönotto jokilaivoissa oli vastaus selkeään tarpeeseen. Ensimmäisenä sen teki ranskalainen markiisi Claude François Jouffroy d'Abbans 1783 Pyroscaphe-höyryveneellä, sitten 1789 Yhdysvalloissa John Fitch ja seuraavana vuonna skotlantilaiset Patrick Miller ja William Symington. Ensimmäisten höyrykoneiden teho ei kuitenkaan riittänyt varsinaiseen liikennöintiin. Symington rakensi 1803 höyrykoneella toimivan kanavahinaajan, joka oli ensimmäinen kaupallisessa käytössä ollut höyryalus.[91] Vuoden käytön jälkeen rantojen omistajat saivat aluksen käytön kiellettyä väittämällä sen aaltojen vahingoittavan rantoja. Läpimurto höyryn käytössä alusten voimanlähteenä oli amerikkalaisen Robert Fultonin rakentama alus. Fulton oli koeajannut Charlotte Dundasilla ja perehtynyt John Fitchin keksintöihin.[92] Tähän 1807 Hudsonjoella rakennettuun North River Steamboat (Clermont) höyryalukseen sijoitettiin 18 hevosvoiman Wattin ja Boultonin tehtaan valmistama höyrykone. Ensimmäisellä 12 tunnin matkallaan alus saavutti 4,7 solmun keskinopeuden. Samaan matkaan jokipurret käyttivät neljä vuorokautta. Yhdysvaltain rannikko- ja jokiliikenteessä oli viiden vuoden kuluttua jo yli puolensataa höyryalusta. Englannissa kaupallisen höyrylaivaliikennöinnin aloitti Henry Bellin rakentama PS Comet alus. Vuonna 1815 Englannissa oli jo parikymmentä höyrykäytöistä alusta. Suomessa ensimmäinen höyryalus oli Ilmarinen 1833. Vuonna 1819 ensimmäinen höyryavusteinen laiva, SS Savannah, jossa oli siis myös purjeet, ylitti Atlantin. Pelkällä höyryllä matka tehtiin 1830-luvulla, vaikka tuokin alus, SS Sirius (1837), oli varustettu purjeilla. Pelkkään höyryyn ei luotettu ennen kuin 1800-luvun loppupuolella.[93] Ensimmäinen rautainen höyrylaiva oli PS Aaron Manby, joka 1822 purjehti Englannista Pariisiin.[94]

Ongelmina alkuaikojen höyryaluksissa olivat siipirattaan huono kesto merenkäynnissä ja hiilen runsas kulutus. Ensimmäinen parannus höyrykoneissa oli korkeapainekattiloiden käyttö, mikä pudotti hiilen kulutuksen kolmasosaan. Toinen parannus oli kaksivaiheinen paisunta, jolla kulutus laski vielä lähes puoleen. Ruuvimainen potkuri on ideana vanha. Amerikkalainen keksijä David Bushnell suunnitteli 1775 puisen sukellusveneen Turtle, jossa oli käsikäyttöiset ruuvimaiset potkurit.[95] Vanhimpia patentteja on Joseph Bramahin vuodelta 1785.[96] Potkurin käyttöön höyrykoneiden teho ei vielä ollut riittävä. Ensimmäisen toimivan potkurin rakensi Josef Ressel Triestessä, Itävalta-Unkariissa ja sai sille patentin 1827 Itävalta-Unkarissa. 1836 sai kaksikin potkuria patentin: ruotsalaisen John Ericssonin (1803–1889) rataspotkuri ja englantilaisen Francis Pettit Smithin ruuvipotkuri. Isambard Kingdom Brunel rakensi 1843 ensimmäisen potkurikäyttöisen aluksen, SS Great Britainin, joka ylitti Atlantin. Alus oli 98,2 metriä pitkä. Laivasto oli kuitenkin yhä epäileväinen potkurien suhteen. Vuonna 1845 Britannian amiraliteetin järjestämässä kilpailussa samantehoiset potkuri- ja siipirataslaivat vetivät toisiaan. Smithin potkuri pystyi vetämään vastaanpanevaa höyrylaivaa 2,8 solmun nopeudella. Tämän jälkeen epäluulo potkureita kohtaan poistui. Potkurit ja höyrykoneet olivat nyt niin voimakkaita, että alusten puurunko ei enää kestänyt. Tähän lujuusongelmaan otettiin avuksi rauta. Rautalevyjä oli alettu valssata 1780-luvulla ja ensimmäinen rautainen alus rakennettiinkin jo 1787. Rauta oli kuitenkin haurasta, ja 1870-luvulle saakka laivat tehtiin puusta rautavahvisteisina. Esimerkiksi klipperit tehtiin rautakaarilla, mutta puulaudoituksella. Laudoitus voitiin myös peittää rautalevyillä kuten Nansenin Fram.[97] 1800-luvun puolenvälin jälkeen höyrylaivoista tuli kilpailukykyisiä purjelaivoihin nähden. Britannian kauppalaivastosta vuonna 1885 yli puolet kulki höyryllä.[98] Purjelaivatkin vielä kehittyivät ja kokivat pienen nousukauden 1850-luvulla, kun amerikkalaiset kehittivät kapearunkoisen ja nopean laivatyypin, klipperin. Suezin kanavan avaaminen 1869 antoi höyrylaivoille niin suuren edun klippereihin nähden, jotka joutuivat kiertämään Afrikan, että purjelaivoille jäivät enää pisimmät Australian ja Etelä-Amerikan reitit. Viimeinen purjelaivojen kehitysaskel oli teräsrunkoinen rakenne ja vahvistetut mastot, mikä piti purjelaivoja vielä jonkin aikaa kilpailukykyisenä höyryaluksiin nähden.[99] Nämä 1800- ja 1900-lukujen vaihteessa rakennetut purjelaivat, kuten Preussen tai seitsenmastoinen kahvelikuunari Thomas W. Lawson olivat suurimpia purjealuksia.

1844 SS Great Britain ajoi lujasti karille Irlannin edustalla, mutta saatiin kiskottua irti ja korjattua. Tämä vakuutti epäilijöitä raudan ylivoimaisuudesta laivan rakennuksessa.[100] Raudan tullessa laivojen rakennusmateriaaliksi laivanrakennus muuttui. Isambard Kingdom Brunel rakensi 1858 suuren, 211 metriä pitkän rautaisen laivan S/S Great Easternin, joka ainoana maailmassa oli varustettu sekä siipirattain että potkurein. Runko oli rautaisin laipioin jaettu kymmeneen osaan ja siinä oli kaksinkertainen rautainen "laudoitus". Laidan ulko- ja sisäseinän välissä oli 0,85 metriä tilaa. Laivassa oli myös purjeet. Suuri alus oli kuitenkin taloudellinen katastrofi, sillä sen moottoriteho ei riittänyt takaamaan ohjattavuutta ja sen syväys oli niin suuri, että mahdollisia satamia oli vähän.[101] Vuonna 1865 alettiin käyttää terästä, jota silloin pystyttiin valmistamaan suuria määriä. Teräslaivat koottiin niittamalla levyt runkoon kuumilla messinkiniiteillä, jotka jäähtyessään puristivat levyn ja rungon väliin sijoitettua tervaan kastettua tiivistekangasta. Rautaiset laivat joudutaan suojaamaan korroosiolta huolellisella maalaamisella. Jalompien metallien, esimerkiksi pronssisen potkurin syöpymistä estetään uhrimetallien avulla. Teräsrakenteisissa aluksissa kuormittuvat pääasiassa pohja ja kansi. Tämä vuoksi niissä alettiin käyttää sisäköliä ja kaksoispohjaa. Puulaivojen poikittaisista tukikaarista siirryttiin pitkittäiskaariin.

Sotalaivoissa teräksen käyttö johti kilpavarustelukierteeseen panssarilaivojen rakentamisessa. Aluksi panssareilla suojattiin puulaivoja, kuten ranskalainen 12 cm levyillä rautaverhoiltu Gloire 1859. Napoleonin sotien jälkeen maailman vahvimmaksi merivallaksi muodostunut Englanti vastasi nopeasti 1860 rautarunkoisella Warrior-aluksella, joka muistutti aikansa klippereitä. Siinä oli Armstrongin suunnittelemat takaaladattavat tykit. Yhdysvaltain sisällissodassa otettiin käyttöön uudentyyppisiä panssarilaivoja, etelän CSS Virginia ja pohjoisen USS Monitor. Viimeksi mainitun rakennetta kopiotiin ja niistä muodostui monitorityypin sotalaivat. Näissä Yhdysvaltalaisissa aluksissa on nähtävissä tuleva kehityssuunta, johon pakotti tykkien voiman kasvu. Krimin sotaan liittyvässä meritaistelussa 1853 Sinopissa oli jo havaittu uusien suurkaliiperisten tykkien teho puulaivoja vastaan.[102] Toinen sotalaivojen rakenteeseen vaikuttanut ase oli 1866 esitelty torpedo. Italiassa rakennettiin 1876 tulevien sotalaivojen rakenteita viitoittaneet  Benedetto Brinin suunnittelemat panssarilaivat Duilio ja sen sisaralus Dandalo, joissa oli pääaseina 15 tuumaiset 50 tonnia painavat tykit pyörivissä torneissa. Höyrykäyttöiset alukset olivat lisäksi nopeita. 1890-luvulla englantilainen William Henry White suunnitteli Royal Sovereign-luokan panssarilaivat, joissa oli korkeat reunat mahdollistaen nopean kulun kovassa merenkäynnissä. Näissä laivoissa oli 45 cm teräspanssari.[103] Keisarillisen Japanin laivaston, joka tuhosi 1905 Tsushiman meritaistelussa Venäjän keisarikunnan laivaston, alukset olivat suurimmalta osin valmistettu Englannissa. Venäläiset alukset olivat pääosin venäläisvalmisteisia, mutta ainakin taistelulaiva Tsesarevits oli rakennettu Ranskassa.[104].

Irlantilainen insinööri Charles A. Parsons kehitti laivakäyttöön sopivan höyryturbiinin. Ensimmäinen turbiinikäyttöinen jahti Turbinia oli koekäytössä 1893, mutta ongelmaksi osoittautui potkurien kavitointi hieman ennen täyttä nopeutta 19,5 solmua. Amiraliteetti ei kiinnostunut uudesta koneesta, minkä vuoksi Parsons järjesti mielenosoituksen vuoden 1897 laivastoparaatissa. Turbinia-aluksen potkurijärjestelyä oli parannettu ja nyt se kulki 34 solmua, mikä oli ennennäkemätön nopeus. Parson ajoi aluksellaan ankkurissa olleiden sotalaivojen välistä, jolloin yksi alus lähti seuraamaan joutuen naurunalaiseksi jäätyään huomattavasti jälkeen. Tämän seurauksena rakennettiin ensimmäinen turbiinikäyttöinen hävittäjä HMS Viper. Höyrykonetta värinättömämpi höyryturbiini tuli käyttöön sota- ja matkustajalaivoissa. Dreadnought vuodelta 1906 oli ensimmäinen höyryturbiinilla varustettu taistelulaiva ja se kulki 23 000 hevosvoimalla 21 solmua. Aseistus oli pääasiassa raskasta tykistöä. Torpedovaara teki pitkän matkan tykistötaisteluista välttämättömyyden. Esimerkiksi Tsushiman meritaistelussa venäläiset olivat avanneet torpedovaaran vuoksi tulen 16 km päässä kohteesta.[105]
Moderni laivanrakennustekniikka
Propulsiojärjestelmät


Rudolf Diesel rakensi 1897 toimivan dieselmoottorin. Tämän koneen hyötysuhde oli parempi kuin höyrykoneen ja sen käyttö levisi nopeasti suurehkoihin kulkuneuvoihin, kuten juniin ja laivoihin. Sukellusveneissä alettiin käyttää polttomoottoria, koska niissä tarvittiin pienikokoista voiman lähdettä. Vuonna 1896 Yhdysvalloissa alettiin rakentaa John Philip Hollandin suunnittelemaa sukellusvenettä, johon sijoitettiin bensiinikäyttöinen polttomoottori ja sen lisäksi sähkömoottori sukellusta varten. Bensiini osoittautui liian vaaralliseksi, joten ensimmäiseen maailmansotaan osallistuvissa sukellusveneissä oli dieselmoottorit pinnalla kulkemista varten.[106] Tanskalainen telakka ja laivamoottorien valmistaja Burmeister & Wain oli saannut Rudolf Dieseliltä yksinoikeuden dieselmoottoreihin Tanskassa. Telakalla valmistui 1912 rahtilaiva M/S Selandia, joka oli ensimmäinen valtameren ylittänyt dieselkäyttöinen alus. Siinä oli nelitahtimoottori. Burmeister & Wain on nykyään osa MAN-yritystä nimellä MAN B&W. Nykyään rahtilaivojen tyyppiliseksi pääkoneeksi on vakiintunut kaksitahtinen hidaskäyntinen dieselkone, joka toimii raskaalla polttoöljyllä, esimerkikki suurimmaksi mainittu Wärtsilä-Sulzer RTA96-C. Mäntähöyrykoneita käytettiin laivoissa toiseen maailmaansotaan saakka, jonka jälkeen dieselmoottorit ovat korvanneet ne. Höyryturbiinin dieselmoottorit korvasivat matkustajalaivoissa 1970-lukuun mennessä, kun öljyn polttaminen höyrykattilassa tuli liian kalliiksi. Sähkömoottori on säädettävyydeltään dieselmoottoria parempi, mikä on johtanut dieselsähköisen voimansiirron kehittämiseen, jolloin dieselmoottorien pyörittämillä generattooreilla kehitetään sähköä varsinaisten sähköisten ajomoottereiden tarpeisiin. Tällöin pienenevät värinäongelmat, kun voidaan käyttää useita pieniä dieselmoottoreita. Käytettäessä ruoripotkuria saavutetaan parempi ohjattavuus.
Ydinkäyttöisissä laivoissa höyryturbiini on yhä käytössä. Maailman ensimmäinen ydinkäyttöinen alus oli Yhdysvaltalainen ydinsukellusvene USS Nautilus (SSN-571) 1955 ja ensimmäinen rahtilaiva oli vuonna 1962 vesille laskettu NS Savannah. Neuvostoliitto rakensi vuonna 1959 ensimmäisen ydinkäyttöisen jäänmurtajan nimellä Lenin. Se oli samalla ensimmäinen ydinkäyttöinen alus siviilikäytössä. Neuvostoliitto rakensi useita ydinjäämurtajia, kuten Arktika-luokka ja Taimyr-luokka. Ydinvoiman käyttö siivilialuksissa ei alun jälkeen kuitenkaan ole edennyt.
1906 Waterman yhtiö Yhdysvalloissa alkoi valmistaa perämoottoreita käytettäväksi pienissä veneissä. Menestynein varhainen perämoottorityyppi oli Ole Evinruden kehittämä ja se tuli markkinoille vuonna 1912. 

Runkorakenteet
1920-luvun lopulla Saksassa rakennettiin Versailles'n sopimuksen mukaan kooltaan rajoitettuja taistelulaivoja ja sen vuoksi englantilaiset kutsuivat niitä "liivintaskutaistelulaivoksi, joista tunnettu on Admiral Graf Spee.[107] Nämä olivat ensimmäisiä aluksia, jotka rakennettiin lohkoista ja joiden kokoamisessa käytettiin suurelta osin hitsausta. Toisen maailmansodan aikana Saksan sukellusveneet pystyivät tuhoamaan liittoutuneiden kauppalaivoja suuressa määrin. Vastauksena tähän hävikkiin Yhdysvalloissa Henry J. Kaiser ehdotti standardilaivoja, minkä johti liberty-aluksien rakentamiseen. Nämä olivat rakenteiltaan yksinkertaistettuja höyrylaivoja, joiden runko tehtiin lohkoista ja laivat koottiin hitsaamalla. Tämä tehosti rakennusta suuresti ja nopeimmillaan laiva koottiin kymmenessä päivässä. Näitä kantavuudeltaan 14 000 tonnin aluksia rakensi vuosina 1941–45 18 telakkaa kaikkiaan 2710 kappaletta. Rakennusmenetelmä oli uusi ja hitsausjännitykset aiheuttivat ongelmia. Kaikkiaan 12 alusta katkesi merellä. Syyksi todettiin haurasmurtuma, jonka aiheutti materiaalin säröherkkyys kylmissä vesissä, ja murtumaa edesauttoivat ylisuuret lastit. Sodan lopulla alettiin valmistaa Victory-aluksia, jotka olivat hieman suurempia ja tukevampia. Näitä rakennettiin 531 kpl. Sodan jälkeen hitsaus vakiintui laivarunkojen kokoonpanomenetelmäksi.[108]
1900-luvun lopulla laivanrakennuksesta telakoilla on kehittynyt loppukokoonpanoa, jossa yhdistetään paikalle tuotuja osia ja komponentteja, jopa hyvin suuria, kuten koko runkolohkot, kansirakenteet tai moottorit. Painavia osia voidaan vesitse tuoda hyvinkin kaukaa.

Varsinkin rahtilaivojen kokoon vaikuttavat kaksi merkittävää kanavaa, 1914 avattu Panaman kanava ja Suezin kanava, jossa liikennöinti alkoi 1867. Erityisesti Panamax kokoluokitus on tärkeä laivojen rakentajille. Suomessa liikennöivien alusten kokoa rajoittaa Tanskan salmista johtuva Baltimax-koko.
Rakennemateriaalit
Teräs on säilyttänyt asemansa pääasiallisena laivojen rakennusmateriaalina, mutta laivojen ja veneiden rakennusmateriaalit ovat monipuolistuneet. Veneissä lujitemuovi ja erityisesti lasikuitulujitteiset ovat saanneet suuren markkinan. Alumiinista tehdään paitsi veneitä, myös suurempia laivoja, erityisesti nopeakulkuisia sotalaivoja ja matkustajalaivoja. Sukellusveneiden rakentamisessa on käytetty myös titaania, kuten venäläisissä Projekti 945-ydinkäyttöisissä sukellusveneissä. Puuveneiden valmistus on säilynyt käsityöperinteenä, mutta on määrällisesti vähäistä.
Alustyyppejä
Vanhanaikaisin rahtilaiva on purjelaivakauden tasakantinen alus. 1800-luvun keskivaiheilla muodostui komento- ja ohjaussilta keskilaivassa, jossa se mahdollisesti yhdisti siipirattaita. Ruori oli perinteisesti ollut laivan perässä ja ruorimiehen suojaksi rakennettiin sinne puuppikansi ja ruori nostettiin korkeammalle. Keulaan tarvittiin käytännöllisistä syistä ankkrurikansi.[109] Silloin kun lentoliikenne ei vielä ollut kovin kehittynyttä, rahtilinjalaivoilla oli myös matkustajahyttejä. Tyyppillisellä rahtilinjalaivalla oli pituutta noin 150 metriä, leveys 18 metriä ja syväys 8 metriä. Moottoriteho oli dieselkoneissa 4 000 hevosvoimaa. Miehistöä oli noin 50–60 henkeä.[110] "Three island vessel" oli nimitys tyyppillisille keula- keski- ja perärakentella varustetuille rahtialuksille, esimerkiksi Victory-aluksille.[111] Tämä alustyyppi on pääosin hävinnyt 1900-luvun lopulla ja rahtilaivojen ruumat ovat yhdessä sekä aluksissa on usein vain yksi korkea kansirakenne. Lastausajan minimoiminen on johtanut siihen, että konttialukset ja ro-ro-alukset ovat nykyään tyypillisimpiä rahtilaivoja.
Ensimmäiset tankkialukset rakennettiin 1860-luvulla Englannissa Saksalaiselle tilaajalle. Vuonna 1921 rakennettiin yhdysvalloissa 175 metriä pitkä, 23 metriä leveä tankkilaiva SS William Rockefeller. Supertankkereita alettiin rakentaa 50-luvulla, ensimmäisen ollessa 236 metriä pitka, 29 metriä leveä "Tina Onassis" vuonna 1953.[112] Hinaaja on alus, jota käytetään esimerkiksi suurten, satamissa kömpelöiden rahtilaivojen saattamiseksi laituriin. Jäänmurtajaa tarvitaan pohjoisilla vesialueilla ympärivuotista merenkulkua varten. Ensimmäinen rakennettiin 1871 Hampurissa. 1900-luvun alussa näihin tuli potkurit myös keulaan.[113]
Laivojen luokituslaitokset ja merenkulun turvallisuus
Merenkulkuun sisältyy paljon riskejä niin laivojen rakenteiden kuin merenkäynnin ja karikkojen suhteen. Tämän vuoksi on jo varhain kehittynyt järjestelmiä riskin jakamiseen. Yksi vanhimpia on kauppiaiden ja varustamojen takuusopimukset, joissa sovittiin, että lastin menetyksen yhteydessä kaikki maksavat siitä osan tai jos lasti saadaan perille, sopimusosapuolet eli takaajat saavat osuuden voitosta. Tästä syntyivät 1760-luvulla vakuutuslaitokset ja laivojen puolueettomiksi kunnonmäärittäjiksi luokituslaitokset, joista tunnettuja ovat esimerkiksi Lloyd's Register ja Det Norske Veritas. Jos laiva ei saa luokituslaitoksen hyväksyntää, laivalle ei yleensä saa vakuutusta, ainakaan edullisesti. [114] Nykyään tällaista katsastamatonta laivaa eivät viranomaiset päästä pois satamasta. Luokituslaitokset ovat keränneet tietoa laivojen turvallisuudesta ja laatineet vaatimukset turvallisuuden suhteen. Vähitellen tämä on johtanut siihen, että lähes kaikkien laivoissa käytettävien komponentien ja rakenteiden täytyy olla luokituslaitosten hyväksimiä. Tarkat määräykset vähentävät kokeilua laivojen rakenteissa tai komponenteissa.
Telakka

Pienet alukset voidaan rakentaa rannalla ja työntää veteen, mutta laivojen koon kasvaessa on jo varhain jouduttu miettimään muita ratkaisuja. Antiikin Kreikkaan kuuluneessa Egyptissä rakennettiin suuria viisi- ja kuusisoutuja padotusta kanavasta tehdyllä kuivatelakalla. Myös Kiinalaisten tiedetään käyttäneen allastelakoita 1000-luvulla. Uivasta telakasta on ensimmäinen maininta 1500-luvun Italiasta. Katettuja telakoita laivan runkojen rakentamiseen oli jo 1600-luvulla.[115] Myöhemmin yleistynyt menetelmä on rakentaa laiva pyörillä olevalle alustalle, joka voidaan laskea aluksen kanssa veteen kiskoja pitkin itse aluksen jäädessä kellumaan. Pienempiä aluksia voidaan nostaa vesille myös isolla nosturilla. Telakoita ei tarvita vain laivanrakennukseen, vaan myös laivojen korjaamiseen ja kunnossapitoon. Löytöretkien aikaan laivojen mukana oli puusepänverstas ja korjaukseen tarvittavat materiaalit. Isot puiset purjelaivat voitiin ajaa rannan tuntumaan ja kallistaa niin paljon, että pohjalautoja päästiin vaihtamaan.[116] Tämä korjaamisen helppous oli yksi syy siihen, että isoissa purjelaivoissa luovuttiin limilaidoituksesta ja siirryttiin puskusaumoihin 1400-luvulla myös Pohjanmeren ja Itämeren piirissä.
Meriteollisuus maailmanlaajuisesti
Etelä-Korean telakat rakentavat eniten laivoja, 51,2% markkinaosuudella vuonna 2011. Muita merkittäviä valtioita laivanrakennuksessa ovat Kiina ja Japani.
Katso myös
Suomen meriteollisuus
Jäänmurtajien historia
Tekniikan historia
Lähteet
Citation error, replace with{{cite book| author = Berg, Lasse| title = Kalaharin aamunkoitto: miten ihmisestä tuli ihminen| location = Helsinki| publisher = Into Kustannus Oy| year = 2012| version = Alkuteoksen kieli ruotsi: Gryning över Kalahari. Suomentanut Toivanen, Riikka| id = ISBN 978-952-264-129-8}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Kero, Reino ja Kujanen, Hannu (toim.)| title = Kivikirveestä tietotekniikkaan, tekniikan sosiaalihistoriaa kivikaudesta nykypäivään| publisher = Turku: Turun yliopiston historian laitos| year = 1989| id = ISBN 951-880-296-3}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Konttinen, Kyösti| title = Kun laivat olivat puuta| location = Sorbifolia 43(1) 2012| publisher = Dendrologian seura| year = 2012| id = ISSN 0359-3568| page = 25}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Landels, J. G.| title = Antiikin insinööritaito| publisher = Insinööritieto Oy| year = 1985| version = Suomentanut Hirvonen, Kaarle| id = ISBN 951-794-205-2| page = 106}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Björn Landström| title = Laiva: katsaus laivan historiaan alkukantaisesta lautasta atomikäyttöiseen sukellusveneeseen| location = Helsinki| publisher = Otava| year = 1990| version = Alkuteoksen kieli ruotsi: Skeppet: en översikt av skeppets historia från den primitiva flotten till den atomdrivna ubåten med rekonstruktioner i ord och bilder. Suomentanut Vuorenjuuri, Martti. 6. p| id = ISBN 951-1-11183-3}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Riimala, Erkki, toim.| title = Navis fennica, Suomen merenkulun historia, osa 1| publisher = WSOY| year = 1993| version = neliosaisen sarjan 1. kirja| id = ISBN 951-0-18912-8| accessdate = 30.12.2012}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Willis, Sam| title = Fighting ship from ancient to 1750| location = London| publisher = Quercus Publishing Plc| year = 2010| id = ISBN 978 1 84724 880 0| accessdate = 2.12.2012}}
Viitteet

Aiheesta muualla


*
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit